本發(fā)明屬于巖土工程領(lǐng)域，涉及一種新型環(huán)保的可以制作多條節(jié)理并且能夠控制節(jié)理角度、節(jié)理貫入度和節(jié)理位置的巖樣切割裝置。

技術(shù)背景

節(jié)理是巖石中存在的裂隙，是自然狀態(tài)下巖石內(nèi)部發(fā)育最為普遍的一種構(gòu)造。節(jié)理的物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)巖土工程施工過(guò)程中的安全性和巖土工程構(gòu)筑物的穩(wěn)定性有重要影響，因此研究節(jié)理巖石的物理力學(xué)性質(zhì)和相關(guān)的工程問(wèn)題是當(dāng)前巖石力學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。目前相關(guān)的研究基于室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行展開(kāi)，室內(nèi)試驗(yàn)的研究對(duì)象主要分為兩大類：一是使用石膏等類巖石材料制作的模型試樣。雖然用這些類巖石材料制作不同類型的節(jié)理時(shí)比較方便，但是在材料性質(zhì)方面與巖石材料相比還有很大的的差異，所得的試驗(yàn)分析結(jié)果只能用于定性分析，還不能直接反饋到實(shí)際應(yīng)用中去。二是使用完整的柱狀巖樣通過(guò)切割形成含有節(jié)理的試樣。現(xiàn)有的切割裝置由于切割方向固定，固定夾具無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，切割下降距離無(wú)法精確控制等限制性因素，使得制作位置不同、角度不同和貫入深度不同的巖樣節(jié)理變得困難。而且現(xiàn)有的切割裝置在制作某些特定位置的節(jié)理和特定角度的節(jié)理會(huì)切割到固定夾具，造成夾具的損壞。

另一方面，自然狀態(tài)下巖石內(nèi)部的節(jié)理多以多條節(jié)理的形式存在。多條節(jié)理又具有交叉“X”型節(jié)理，平行節(jié)理等多種形態(tài)。針對(duì)含多條節(jié)理的巖樣的試驗(yàn)研究對(duì)巖土工程同樣具有重大意義。由于現(xiàn)有的切割裝置難以實(shí)現(xiàn)多條節(jié)理的切割制作，目前使用真實(shí)巖石材料進(jìn)行多條節(jié)理的試驗(yàn)研究還很少。

現(xiàn)有的切割裝置多采用開(kāi)放式切割，噪聲大，粉塵多，冷卻水無(wú)法循環(huán)，水消耗量大。

針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明在滿足環(huán)境友好的前提下，可以簡(jiǎn)單便捷地成批量制作含有單條或者多條節(jié)理的巖石試樣并且能夠控制節(jié)理角度、節(jié)理貫入度和節(jié)理位置。對(duì)大角度節(jié)理、位置靠近標(biāo)準(zhǔn)巖樣兩端的節(jié)理和貫入度較大的節(jié)理的制作同樣適用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供可以制作單條或者多條節(jié)理（平行和“X”型）并且能夠控制節(jié)理角度、節(jié)理貫入度和節(jié)理位置的巖樣切割裝置，解決了現(xiàn)有的切割裝置技術(shù)缺陷問(wèn)題，對(duì)于節(jié)理角度、貫入度和位置能夠精確控制。對(duì)大角度節(jié)理、位置靠近標(biāo)準(zhǔn)巖樣兩端的節(jié)理和貫入度較大的節(jié)理的制作同樣能夠適用，切割精確度高，滿足環(huán)境友好要求，自動(dòng)化程度高，夾具穩(wěn)定性好、適用性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單便捷。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的制作多節(jié)理且具有不同節(jié)理特征巖樣的切割裝置，包括不銹鋼機(jī)架，切割電機(jī)，切割刀具，噴水管，主轉(zhuǎn)軸，鋼板承臺(tái)，冷卻水箱，豎向滑動(dòng)裝置，電動(dòng)液壓千斤頂，滑動(dòng)鋼體；所述的不銹鋼機(jī)架的底端設(shè)有鋼板承臺(tái)，鋼板承臺(tái)上一側(cè)設(shè)有豎向滑槽裝置；切割電機(jī)與滑動(dòng)鋼體相連，滑動(dòng)鋼體上部設(shè)有電動(dòng)液壓千斤；通過(guò)電動(dòng)液壓千斤頂使滑動(dòng)鋼體帶動(dòng)切割機(jī)在豎向方向垂直下降；切割電機(jī)上設(shè)有切割刀具，切割刀具一側(cè)設(shè)有噴水管，噴水管與冷卻水箱相連，冷卻水箱布置在鋼板承臺(tái)下方；所述的鋼板承臺(tái)上位于切割刀具下方設(shè)有燕尾槽滑臺(tái)；燕尾槽滑臺(tái)上設(shè)有沿0°到360°轉(zhuǎn)動(dòng)的油壓分度盤。

本發(fā)明所述的制作多節(jié)理且具有不同節(jié)理特征巖樣的切割裝置，所述的油壓分度盤上設(shè)有夾具；夾具包括上半夾具卡槽與下半夾具卡槽；上半夾具卡槽卡合在下半夾具卡槽上通過(guò)螺栓相互固定；所述的上半夾具卡槽與下半夾具卡槽的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有鋸齒。

本發(fā)明所述的制作多節(jié)理且具有不同節(jié)理特征巖樣的切割裝置，所述的油壓分度盤上設(shè)有夾具安裝孔；夾具安裝孔沿油壓分度盤直徑方向延伸。

本發(fā)明所述的制作多節(jié)理且具有不同節(jié)理特征巖樣的切割裝置，所述的油壓分度盤上的夾具安裝孔為兩組，兩組夾具安裝孔之間設(shè)有木塊。

本發(fā)明所述的制作多節(jié)理且具有不同節(jié)理特征巖樣的切割裝置，所述的燕尾槽滑臺(tái)下方設(shè)有過(guò)濾水槽；過(guò)濾水槽與冷卻水箱相連，冷卻水箱內(nèi)設(shè)有抽水機(jī)；抽水機(jī)與噴水管相連。

本發(fā)明所述的制作多節(jié)理且具有不同節(jié)理特征巖樣的切割裝置，所述的不銹鋼機(jī)架外側(cè)設(shè)有擋塵罩，擋塵罩上設(shè)有有機(jī)玻璃。

有益效果

本發(fā)明的制作多節(jié)理且具有不同節(jié)理特征巖樣的切割裝置，通過(guò)自動(dòng)化操作，可以批量制作含有單條或者多條節(jié)理的圓柱標(biāo)準(zhǔn)試樣，對(duì)于節(jié)理角度、不同的貫入度和位置能夠精確控制，節(jié)理切割范圍廣，對(duì)大角度節(jié)理、位置靠近標(biāo)準(zhǔn)巖樣兩端的節(jié)理和貫入度較大的節(jié)理的制作同樣適用，且不會(huì)破壞夾具和底盤。切割精確度高，滿足環(huán)境友好要求，夾具穩(wěn)定性好、適用性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單便捷。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的夾具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1.不銹鋼機(jī)架 2.切割電機(jī) 3.防護(hù)罩 4.切割刀具 5.噴水管 6.帶有鋸齒的上半夾具卡槽 7.帶有鋸齒的下半夾具卡槽 8.臥式油壓分度盤 9.主轉(zhuǎn)軸 10.木頭墊塊 11.燕尾槽滑臺(tái) 12.鋼板承臺(tái) 13.進(jìn)水口 14.冷卻水箱 15.過(guò)濾水槽 16.抽水機(jī) 17.調(diào)整地腳 18.控制面板 19.顯示屏 20.豎向滑動(dòng)裝置 21.電動(dòng)液壓千斤頂 22.滑動(dòng)鋼體 23.擋塵罩 24.有機(jī)玻璃窗 25.夾具安裝孔。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的和技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍：

如圖所示：制作多節(jié)理且具有不同節(jié)理特征巖樣的切割裝置，包括不銹鋼機(jī)架1， 切割電機(jī)2，切割刀具4，噴水管5，主轉(zhuǎn)軸9，鋼板承臺(tái)12，冷卻水箱14，豎向滑動(dòng)裝置20，電動(dòng)液壓千斤頂21，滑動(dòng)鋼體22；所述的不銹鋼機(jī)架1的底端設(shè)有鋼板承臺(tái)12，鋼板承臺(tái)12上一側(cè)設(shè)有豎向滑槽裝置20，其上刻有豎向刻度線；切割電機(jī)2與滑動(dòng)鋼體22相連，滑動(dòng)鋼體22上部設(shè)有電動(dòng)液壓千斤21；通過(guò)電動(dòng)液壓千斤21頂使滑動(dòng)鋼體帶動(dòng)切割機(jī)在豎向方向垂直下降；能夠精確控制切割刀具的下降距離，從而到達(dá)控制節(jié)理貫入深度的目的。

切割電機(jī)2上設(shè)有切割刀具4，切割刀具4一側(cè)設(shè)有噴水管5，噴水管5與冷卻水箱14相連，冷卻水箱14布置在鋼板承臺(tái)12下方；鋼板承臺(tái)12上位于切割刀具4下方設(shè)有燕尾槽滑臺(tái)11；燕尾槽滑臺(tái)11上設(shè)有沿0°到360°轉(zhuǎn)動(dòng)的油壓分度盤8。

油壓分度盤8上設(shè)有夾具；夾具包括上半夾具卡槽6與下半夾具卡槽7；上半夾具卡槽6卡合在下半夾具卡槽7上通過(guò)螺栓相互固定；所述的上半夾具卡槽6與下半夾具卡槽7的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有鋸齒。油壓分度盤8上設(shè)有夾具安裝孔（25）；夾具安裝孔25沿油壓分度盤8直徑方向延伸。外側(cè)夾具安裝孔距離200mm，內(nèi)側(cè)夾具安裝孔距離70mm。油壓分度盤8上的夾具安裝孔25為兩組，兩組夾具安裝孔25之間設(shè)有木塊10。上、下夾具卡槽寬30mm，卡槽圍成的圓孔直徑為50mm。燕尾槽滑臺(tái)刻有水平刻度線，可精確控制夾具上圓柱巖樣的左右移動(dòng)，從而達(dá)到精確控制節(jié)理位置的目的。通過(guò)電氣設(shè)備精確控制臥式油壓分度盤0°到360°轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到精確控制節(jié)理角度的目的。分度盤上刻有角度，方便使用者觀察記錄。

燕尾槽滑臺(tái)11下方設(shè)有過(guò)濾水槽15；過(guò)濾水槽15與冷卻水箱14相連，冷卻水箱14內(nèi)設(shè)有抽水機(jī)16；抽水機(jī)16與噴水管5相連。冷卻水通過(guò)水箱內(nèi)的抽水機(jī)抽水達(dá)到冷卻刀具的目的，冷卻后的水通過(guò)過(guò)濾水槽流入冷卻水箱，實(shí)現(xiàn)冷卻水的自動(dòng)循環(huán)，達(dá)到節(jié)水目的。

不銹鋼機(jī)架(1)外部用鍍鋅板封閉，裝置設(shè)有調(diào)整地腳17。

為了降低噪音、減少灰塵，本發(fā)明還設(shè)有擋塵罩23，為了方便觀察箱體里實(shí)時(shí)切割情況，擋塵罩上還安裝有有機(jī)玻璃窗24。為了防止切割過(guò)程中巖樣底部局部應(yīng)力集中，切割過(guò)程中巖樣底部還設(shè)有木頭墊塊10。為了方便操作、便于觀察記錄，本發(fā)明還設(shè)有控制面板18和顯示屏19。

以介紹含多條節(jié)理的標(biāo)準(zhǔn)試樣的制作方法為例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的操作步驟：

a，首先用直徑50mm的巖石鉆孔取芯機(jī)在工程現(xiàn)場(chǎng)取一定長(zhǎng)度的圓柱體巖樣，將取芯機(jī)所取的較長(zhǎng)的巖樣經(jīng)普通切割機(jī)切割加工成長(zhǎng)度230mm到250mm，直徑50mm的圓柱體巖樣。

b，切割節(jié)理時(shí)選用臥式油壓分度盤上預(yù)留的外側(cè)安裝孔，分別在左右兩側(cè)安裝孔上安裝帶有鋸齒的下半夾具卡槽，為防止切割過(guò)程中巖樣底部局部應(yīng)力集中，下半夾具卡槽之間放置木頭墊塊。將上述過(guò)程中得到的圓柱體巖樣擺放在左、右下半夾具卡槽之上，巖樣底部與木頭墊塊接觸。把巖樣合適擺放后，安裝帶有鋸齒的上半夾具卡槽。

c，根據(jù)所要得到節(jié)理的位置的要求，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，調(diào)整燕尾槽滑臺(tái)。燕尾槽滑臺(tái)上設(shè)有水平刻度線，可精確控制燕尾槽滑臺(tái)水平移動(dòng)距離，從而精確控制所要得到的節(jié)理的位置。根據(jù)所要得到節(jié)理的角度的要求，通過(guò)電氣設(shè)備驅(qū)動(dòng)臥式油壓分度盤0°到360°轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到精確控制節(jié)理角度的目的。分度盤上刻有角度，方便使用者觀察記錄。

d，閉上防塵罩，啟動(dòng)切割電機(jī)帶動(dòng)切割機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。啟動(dòng)電動(dòng)液壓千斤頂，通過(guò)電動(dòng)液壓千斤頂使切割機(jī)垂直移動(dòng)，通過(guò)電氣設(shè)備可精確控制切割機(jī)垂直下降距離，從而達(dá)到控制節(jié)理貫入度的要求。同時(shí)，豎向滑槽裝置上刻有豎向刻度線，方便使用者觀察記錄。此過(guò)程中啟動(dòng)抽水機(jī)，起冷卻切割刀具的作用。

e，為了得到多條節(jié)理（平行和“X”型），關(guān)閉切割機(jī)和電動(dòng)液壓千斤頂按鈕，打開(kāi)防塵罩，重復(fù)步驟c和d。

f，上述步驟結(jié)束后，先將夾具卡槽拆卸，再安裝到臥式油壓分度盤上預(yù)留的內(nèi)側(cè)安裝孔，將上述得到的含有節(jié)理的巖樣放置在此位置，分度盤處在0°位置，調(diào)整燕尾槽滑臺(tái)兩次將巖樣兩端多余的部分切割掉，最終得到含有多條節(jié)理的直徑50mm，長(zhǎng)100mm的標(biāo)準(zhǔn)試樣。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。